Напряженный 16–18–часовой труд в неблагоприятных, часто антигигиенических, условиях в полуподвальном, непроветриваемом помещении, освещенном лишь масляной коптилкой, сильно расстроил здоровье Н. И. Пирогова.
Едва раздались первые выстрелы Крымской войны, Н. И. Пирогов подал рапорт с просьбой командировать его в действующую армию. С началом Крымской войны Н. И. Пирогов во главе группы врачей и сестер милосердия выехал в действующую армию в Севастополь, где самоотверженно, целыми сутками работал в госпиталях. Популярность его быстро росла, особенно среди солдат. Участвуя в Севастопольской обороне, он провел огромную научную работу по изучению дела организации помощи раненым.